Aufs Zehntel Grad genau

Thermometer Produktion und Analytik von Lebensmitteln

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Die Temperatur ist ein zentraler Prozessparameter bei der Herstellung von Lebensmitteln und Getränken. Sie spielt aber auch bei der Lagerung, beim Transport sowie bei der Qualitätssicherung und Analytik eine zentrale Rolle. Hanna Instruments hat für die unterschiedlichsten Messaufgaben geeignete Thermometer im Programm.

Ob im Lager oder in der Produktion: Mit Ausnahme des pH-Werts gibt es kaum einen weiteren Messparameter bei der Herstellung und Analytik von Lebensmitteln und Getränken, dem eine größere Bedeutung zukommt als der Temperatur. Temperaturabweichungen um wenige Grad können bereits zu signifikanten Qualitätsunterschieden von einer Charge zur nächsten führen. Moderne Messgeräte sorgen hier bei kontinuierlichen Messungen mit einer Auflösung von 0,1 °C für exakte Kontrollen und optimale Qualität.

Darüber hinaus sind insbesondere während der Lagerung und Kühlung von Lebensmitteln und Getränken einige Regeln einzuhalten, die durch die DIN10508 klar definiert sind. Seit Ende 2012 in Kraft, sollen die in der Industrienorm aufgeführten Temperaturangaben ein einheitliches, sicheres Vorgehen erleichtern. Lebensmittelherstellende und -verarbeitende Unternehmen sind dazu verpflichtet, die Kühlkette ihrer Produkte einzuhalten und im Rahmen einer selbstständigen Eigenkontrolle zu dokumentieren. Auch hierfür benötigen sie leistungsfähige und zuverlässig arbeitende Temperaturmesstechnik.

Anspruchsvolle Messtechnologie

Messung der Temperatur klingt einfach, dennoch stecken hinter der vermeintlich einfachen Messaufgabe Geräte mit einer sehr anspruchsvollen Messtechnologie. Nicht zuletzt stellt auch die DIN10508 auf der technischen Seite hohe Anforderungen an die eingesetzten Messgeräte. Beispielsweise darf die Messunsicherheit ±1 °C nicht überschreiten.

Um auf die jeweils spezifischen Anforderungen jeder Anwendung eingehen zu können, entwickelt Hanna Instruments Thermometer entweder als eigenständige Geräte – speziell für die Lebensmittelproduktion und -analytik in Form der Foodcare-Serie – oder integriert die Temperaturmessung in Messgeräte für temperaturabhängige Parameter wie pH-Meter, Leitfähigkeitsmessgeräte oder Messgeräte für gelösten Sauerstoff.

Dabei stehen mehrere Varianten von Thermometertechnologien mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen zur Verfügung, bei denen die Messungen durch Thermistore oder zwei verschiedene Thermoelementtypen erfolgen. Konstruiert für die Verwendung in Küchen, Gastronomie und allen Bereichen der Lebensmittelproduktion, bietet die Foodcare-Thermometer-Serie Vertreter aller drei Technologien; jeweils mit fester oder austauschbarer Sonde, wasserdicht und mit Cal-Check-Funktion. Letztere prüft die Kalibrierung des Geräts automatisch. Häufig sind diese anwendungsspezifisch gestaltet, etwa für den Einstich in Produkte mit einer bestimmten Konsistenz, für die Messung von Gasen oder zur Einführung in Paletten von Tiefkühlkost. Doch wofür eignet sich welche Thermometervariante?

Thermistor-Thermometer

Thermistor-Thermometer lassen sich für einen Temperaturbereich von 50 bis 150 °C einsetzen, höhere Temperaturen können den Halbleiter beschädigen. Sie messen äußerst genau, bis auf ein zehntel Grad, weisen dafür aber verhältnismäßig lange Ansprechzeiten auf. Technische Grundlage ist hierfür der namensgebende Thermistor. Dieser ist ein Halbleiter, der seinen Widerstand (R) in Abhängigkeit von der Temperatur (T) ändert. Dabei gilt: R=R0(1+α(T-T0), wobei R0 den Widerstand zu Beginn der Messung bezeichnet, bei einer Anfangstemperatur T0 und einem Temperatur-Widerstands-Koeffizienten α. Dieser bestimmt, je nach Vorzeichen, ob die Änderung des Widerstands positiv oder negativ ist. Dementsprechend unterscheidet man bei den Thermistor-Thermometern Geräte mit NTC- (Negative Temperature Coefficient) und PTC-Thermistoren (Positive Temperature Coefficient). Hanna Instruments stellt NTC-Thermistorthermometer her.

Thermometer mit Thermoelement

Für andere Temperaturbereiche besser geeignet sind Thermometer auf Basis eines Thermoelements. Sie bestehen aus einer Verbindungsstelle (Messstelle) zwischen zwei Drähten aus unterschiedlichen Metalllegierungen, meist Nickel und Nickel-Chrom (Typ-K-Thermoelement). Die Temperatur eines Drahtendes ist konstant gleich und bekannt. Bei einer gegebenen Temperatur an den zweiten Drahtenden entsteht eine Potenzialdifferenz zwischen den entgegengesetzten kalten und warmen Enden der beiden Drähte. Aus den bekannten Charakteristika der beiden Metalle, der Temperatur- und der Potenzialdifferenz, lässt sich auf die gemessene Temperatur schließen. Mit Thermoelementthermometern des Typs K sind Temperaturen bis zu 1350 °C messbar. In der Lebensmittelproduktion werden solche Werte eher selten erreicht, beispielsweise bei Profigrillgeräten, in denen Fleisch für einen sehr kurzen Zeitraum auf bis zu 800 °C erhitzt wird.

Für die Temperaturmessung bis ca. 400 °C eignen sich Geräte, die mit Thermoelementen des Typs T ausgestattet sind. Sie nutzen Drähte aus Kupfer und Nickel-Kupfer. Die Thermometer arbeiten mit der nahezu gleichen Genauigkeit wie Thermistor-Geräte, ohne aber Ansprechgeschwindigkeit einbüßen zu müssen.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: dei0218hanna


Autorin: Dr. Katharina Fejfar

Anwendungsberaterin,

Hanna Instruments



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